Remodelage dans les explants orthopédiques et au contact des biomatériaux utilisés en chirurgie osseuse

Remodeling in orthopedic explants and in contact with biomaterials used in bone surgery

• Auteur / Autrice : Louis Rony
• Direction : Daniel Chappard, Éric Aguado
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie humaine
• Date : Soutenance le 26/11/2021
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Groupe d’Etudes Remodelage Osseux et bioMatériaux (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe d'Études Remodelage Osseux et bioMatériaux / GEROM
• Jury : Président / Présidente : Martine Cohen-Solal
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean Brilhault, Elvire Servien

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dissertation universitaire

Remodelage osseux

Prothèses de hanche

Implants orthopédiques

Impression 3D

Ostéo-intégration

Ostéonécrose

Os -- Chirurgie

Mots clés libres

Ostéonécrose aseptique de hanche

Ostéointégration

Impression 3D

Implant titane

Aseptic hip osteonecrosis

Bone remodeling

Osseointegration

3D printing

Titanium implant

Résumé

Ce travail est composé de trois parties permettant d’améliorer la compréhension du remodelage osseux dans des domaines concrets de la chirurgie osseuse. La première partie porte sur les débris d’usure péri-prothétiques de prothèse totale de hanche utilisant un couple de frottement alumine-alumine réputé pour ne pas s’user. Pour autant, les travaux réalisés ont permis l’identification de particule d’usure d’alumine dans les tissus péri-prothétiques. Il s’agit des premiers travaux identifiant de telles particules. La deuxième partie porte sur le remodelage d’implants en titane utilisés pour le comblement de défect osseux cavitaire dans des condyles fémoraux de brebis. L’analyse de la microarchitecture de ces implants réalisés par impression 3Da permis de comprendre que la rigidité des implants en titane ne permettait pas une meilleure intégration de ces implants malgré une microarchitecture reproduisant un os trabéculaire du fait de l’absence de transduction des contraintes mécaniques au sein de ces implants. La troisième partie porte sur l’ostéonécrose aseptique de hanche où l’analyse en microtomographie et en microscopie optique a permis de mieux appréhender le découplage ostéoblaste-ostéoclaste existant dans cette pathologie. En effet, l’analyse réalisée a permis démontrer qu’il existait un modelage et non un remodelage dans cette pathologie. Ces trois parties permettent de mieux comprendre les phénomènes microscopiques du tissu osseux essentiels pour la réalisation de certaines interventions chirurgicales orthopédiques.

This work is composed of three parts to improve the understanding of bone remodeling in concrete areas of bone surgery. The first part deals with the peri-prosthetic wear debris of a total hip prosthesis using an alumina-alumina friction couple known not to wear. However, the work carried out has allowed the identification of alumina wear particles in the periprosthetic tissues. This is the first work identifying such particles. The second part deals with the remodeling of titanium implants used to fill cavitary bone defects in the femoral condyles of sheep. The analysis of the microarchitecture of these implants made by 3D printing allowed us to understand that the rigidity of the titanium implants did not allow a better integration of these implants despite a microarchitecture reproducing a trabecular bone because of the absence of transduction of mechanical constraints within these implants. The third part deals with aseptic osteonecrosis of the hip, where microtomographic and optical microscopy analysis has allowed a better understanding of the osteoblast-osteoclast decoupling existing in this pathology. Indeed, the analysis carried out allowed to demonstrate that there was a modeling and not a remodeling in this pathology. These three parts allow a better understanding of the microscopic phenomena of the bone tissue essential for the realization of certain orthopedic surgical interventions